[发明专利]基于滚动优化的列车区间运行轨迹规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速列车运行信号控制技术领域，尤其涉及一种基于滚动优化的列车区间运行轨迹规划方法。

背景技术

铁路运输在我国旅客、货物运输的发展历程中，长期处于重要的骨干地位，其优势不可替代，对国民经济发展和社会进步具有重大的贡献和意义。基于社会经济发展的需要，随着科学技术的不断创新和发展，高速铁路以其运输能力大、安全舒适、节能环保和全天候运输等优势，为越来越多的国家所重视，成为世界铁路发展的重要趋势和交通运输现代化的重要标志之一。截止2012年，我国有1.3万公里客运专线及城际铁路投入运营，已构成“四横四纵”高速铁路网的基本结构。高速铁路的建设和发展对国家综合实力和发展水平的提升具有重要意义。

高速列车运行轨迹规划是一个需要同时满足安全、节能、正点等要求的多目标优化过程，该过程中各个目标之间是相互制约与影响的。若以列车运行过程中的能耗最小为优化控制目标，则需要列车尽可能多的釆用惰行方式以减少牵引过程产生的能耗，而列车惰行距离越长，相应的运行时间必然延长，无法保证准时性。因此，高速列车运行轨迹规划需要在既定的线路约束条件下，从众多可行的运行轨迹中选择一种可以保证列车运行安全、舒适、准点，同时具有较高的能源效益的操纵策略，其本质即为约束多目标优化问题。

目前，现有技术中还没有一种高效率的高速列车运行轨迹的实时规划方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于滚动优化的列车区间运行轨迹规划方法，以实现高效率地对高速列车的运行轨迹进行规划。

一种基于滚动优化的列车区间运行轨迹规划方法，包括：

计算列车运行的实时基本阻力系数；

计算出所述列车的动态限速；

计算出所述列车的自适应优化目标权值；

基于所述实时基本阻力系数、动态限速和自适应优化目标权值，利用免疫差分进化算法计算出设定时间窗范围内的每个采样时刻的所述列车的最优操纵控制指令序列。

优选地，所述的计算列车运行的实时基本阻力系数，包括：

车载设备采集列车的实时运动状态信息，该实时运动状态信息包括位置、速度、加速度及时间信息，动力系统获取列车的实时输出力矩；

所述列车运行的实时基本阻力系数r＝(r₁ r₂ r₃)的计算方法如下：